Domowy termometr RGB

Na rysunku 1 pokazano charakterystykę działania termometru.

Rysunek 1. Charakterystyka koloru świecenia w funkcji temperatury

Do wykonania termometru posłużyły łatwo dostępne elementy, jak termometr LM35 czy mikrokontroler PSoC CY8C27443.

Zastosowanie w termometrze PSoC’a znacznie uprościło budowę. Program napisano z użyciem środowiska PSoC Express. Samodzielnie można wykonać odpowiednie modyfikacje i dowolnie zmienić charakterystykę świecenia diody LED.

Schemat ideowy termometru pokazano na rysunku 2. W termometrze zastosowano mikrokontroler PSoC CY8C27443, do którego bezpośrednio dołączono termometr LM35. Umożliwia on pomiar temperatury do 150ºC. Na wyjściu czujnika temperatury napięcie jest zależne od temperatury (10 mV/ºC). Mierzy je mikrokontroler za pomocą przetwornika A/C. Diodę LED/RGB ze wspólną anodą, podłączono bezpośrednio poprzez rezystory ograniczające prąd do wyprowadzeń mikrokontrolera.

Rysunek 2. Schemat ideowy termometru RGB

Termometr jest zasilany napięciem +5 V stabilizowanym przez U3.

Program termometru napisano z użyciem realizera PSoC Express. Wygląd programu pokazano na rysunku 3. Składa się on z czujnika temperatury oraz trzech diod LED odpowiadających kolorom RGB. Jasność świecenia diod LED jest regulowana za pomocą przebiegu PWM.

Rysunek 3. Wygląd programu termometru RGB w PSoC Express

Na rysunku 4 pokazano opis działania diody niebieskiej. Wartość 0 wpisana odpowiada zgaszeniu diody, a wartości 100 pełnemu świeceniu. W pierwszym wyrażeniu, jeśli zmierzona temperatura jest niższa od 16ºC, jest zaświecana dioda niebieska z maksymalną jasnością.

Rysunek 4. Okienko z warunkami działania diody niebieskiej

W drugim wyrażeniu jasność diody niebieskiej stopniowo maleje wraz ze wzrostem temperatury do 21ºC. W trzecim wyrażeniu, jeśli temperatura jest wyższa od 21ºC, dioda niebieska jest zgaszona.

Rysunek 5. Okienko z warunkami działania diody zielonej

Podobnie działają diody zielona i czerwona. Na rysunku 5 pokazano opis działania diody zielonej, a na rysunku 6 diody czerwonej.

Rysunek 6. Okienko z warunkami działania diody czerwonej

Na rysunku 7 pokazano wynik działania symulatora, za pomocą którego można sprawdzić działanie programu.

Rysunek 7. Symulacja działania termometru

Na rysunku 8 pokazano ekran umożliwiający przyporządkowanie wyprowadzeniom funkcji.

Rysunek 8. Przyporządkowanie funkcji wyprowadzeniom mikrokontrolera

Jeśli wszystko działa poprawnie i program pasuje do naszych wymagań, to można go skompilować. Po skompilowaniu otrzymuje się plik wynikowy, którym należy zaprogramować mikrokontroler.

Schemat montażowy termometru pokazano na rysunku 9.

Rysunek 9. Schemat montażowy termometru

Montaż jest typowy i należy go rozpocząć od elementów najmniejszych. Po zmontowaniu termometr należy zasilić stałym napięciem o wartości 9...12 V. Dla uzyskania ciekawego efektu działania dioda LED może oświetlać matowy czy mleczny element np. kawałek przezroczystej sztucznej skałki lub kamyka.

Marcin Wiązania